实用要求:测定ggydF4y2Ba
实验目的gydF4y2Ba
- 实验的总体目标是计算重力加速度的值,gydF4y2BaggydF4y2Ba
- 这是通过测量滚珠轴承下落一定距离所需的时间来完成的。然后用运动方程计算加速度gydF4y2Ba
变量gydF4y2Ba
- 独立变量gydF4y2Ba=身高,gydF4y2BahgydF4y2Ba
- 因变量gydF4y2Ba=,gydF4y2BatgydF4y2Ba
- 控制变量:gydF4y2Ba
- 同一钢珠轴承gydF4y2Ba
- 同样的电磁铁gydF4y2Ba
- 滚珠轴承与玻璃管顶部之间的距离gydF4y2Ba
设备清单gydF4y2Ba
- 决议gydF4y2Ba测量设备:gydF4y2Ba
- 米尺= 1毫米gydF4y2Ba
- 定时器= 0.01秒gydF4y2Ba
方法gydF4y2Ba
用来测量滚珠下落距离和时间的仪器gydF4y2Ba
这种方法是改变滚珠轴承下落高度并确定所花费时间的程序的一个例子-这只是可以测试的一种可能的关系gydF4y2Ba
- 将电磁铁固定在一个高夹架上。在一切就绪之前不要接通电源gydF4y2Ba
- 将玻璃管直接放在电磁铁的下方,为滚珠轴承留出空间。确保它直接朝下,而不是有角度gydF4y2Ba
- 在玻璃管周围安装两个光门,起始距离约为10厘米gydF4y2Ba
- 测量两个光门之间的距离作为高度,gydF4y2BahgydF4y2Ba用米尺gydF4y2Ba
- 将缓冲垫直接放在玻璃管末端的下方,以便在球轴承掉下来时抓住它gydF4y2Ba
- 切换电磁铁上的电流,将滚珠轴承直接放在电磁铁下方,使其被吸引gydF4y2Ba
- 关掉电磁铁的电流。球应该掉下来gydF4y2Ba
- 当球通过第一个光门时,计时器开始计时gydF4y2Ba
- 当球通过第二个光门时,计时器停止gydF4y2Ba
- 读取计时器上的时间并记录下来,gydF4y2BatgydF4y2Ba
- 增加gydF4y2BahgydF4y2Ba(如。5厘米),重复实验。至少5 - 10个值gydF4y2BahgydF4y2Ba应该使用gydF4y2Ba
- 的值重复此方法至少3次gydF4y2BahgydF4y2Ba然后计算平均值gydF4y2BatgydF4y2Ba为每一个gydF4y2Ba
- 一个表的一些可能的高度的例子是这样的:gydF4y2Ba
结果示例表gydF4y2Ba
结果分析gydF4y2Ba
- 加速度是用一个SUVAT方程求出来的gydF4y2Ba
- 已知的量是gydF4y2Ba
- 位移gydF4y2BaS = hgydF4y2Ba
- 所用时间=gydF4y2BatgydF4y2Ba
- 初始速度gydF4y2BaugydF4y2Ba=gydF4y2BaugydF4y2Ba
- 加速度gydF4y2BaA = ggydF4y2Ba
- 以下SUVAT方程可以重新排列:gydF4y2Ba
- 代入值并将其重新排列为直线方程得到:gydF4y2Ba
- 将其与直线方程y = mx + c进行比较gydF4y2Ba
- Y = 2h/gydF4y2BatgydF4y2Ba(m sgydF4y2Ba-1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
- x =gydF4y2BatgydF4y2Ba
- 梯度,m = a =gydF4y2BaggydF4y2Ba(m sgydF4y2Ba2gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
- y轴截距= 2gydF4y2BaugydF4y2Ba
- 画一个2的图gydF4y2BahgydF4y2Ba/gydF4y2BatgydF4y2Ba反对gydF4y2BatgydF4y2Ba
- 画一条最合适的线gydF4y2Ba
- 计算梯度,这是由重力引起的加速度gydF4y2BaggydF4y2Ba
- 的测量中评估不确定度gydF4y2BahgydF4y2Ba而且gydF4y2BatgydF4y2Ba.进行确定不确定度所需的任何计算gydF4y2BaggydF4y2Ba由于这些gydF4y2Ba
2h/t对t的曲线得到了一个直线图,其中加速度是梯度gydF4y2Ba
实验评估gydF4y2Ba
系统误差:gydF4y2Ba
- 电磁铁关闭后可能造成残磁gydF4y2BatgydF4y2Ba被记录得太长了gydF4y2Ba
随机误差:gydF4y2Ba
- 的巨大不确定性gydF4y2BahgydF4y2Ba使用精度为1毫米的米尺gydF4y2Ba
- 读数的视差误差gydF4y2BahgydF4y2Ba
- 球可能不能精确地落在每个光门的中心gydF4y2Ba
- 的每一个值通过重复实验来减少随机误差gydF4y2BahgydF4y2Ba至少3-5次,求出平均时间,gydF4y2BatgydF4y2Ba
安全注意事项gydF4y2Ba
- 电磁需要电流gydF4y2Ba
- 必须小心,附近不能有水gydF4y2Ba
- 为了减少触电的危险,只有在一切就绪后才能接通电磁铁的电流gydF4y2Ba
- 必须使用一个缓冲垫或软表面来捕捉球轴承,这样它就不会滚下/损坏表面gydF4y2Ba
- 高夹支架需要连接到一个表面与G钳,以保持刚性gydF4y2Ba
工作的例子gydF4y2Ba
一个学生研究一个球轴承在两个光门之间下落的高度与它下落所需时间之间的关系。gydF4y2Ba从表中计算g的值。gydF4y2Ba
第一步:完成表格gydF4y2Ba
计算每个高度的平均时间gydF4y2Ba
多加一列2h / tgydF4y2Ba
步骤2:绘制2h/t随时间t的曲线gydF4y2Ba
确保坐标轴被正确标记,并用尺子画出最合适的线gydF4y2Ba
步骤3:计算图形的梯度gydF4y2Ba
梯度的计算方法为:gydF4y2Ba